Etikettarkiv: elbilsbatteri

Är elbilen miljövänlig?

Är elbilen miljövänligDet är många som känner sig osäkra på om elbilen verkligen är ett miljövänligt alternativ när du köper en ny bil. Osäkerheten byggs på när det kommer bristfälliga studier som menar att elbilens batteri tar bort hela miljöeffekten,  Hur skall du då tänka när du studerar miljöpåverkan från en elbil?

Det kan vara bättre med en gammal fossilbil än en ny elbil

Till att börja med finns det studier som trycker på att det är bättre att använda en gammal bensinbil än att köpa en ny elbil. Självklart är det bra om vi använder det vi redan tillverkat och påverkat miljön med. För att minska avtrycket av tillverkningen är det bra om den rullar många mil. Dock finns det en brytgräns någonstans även där, med tanke på hur dålig verkningsgrad en förbränningsmotor har och hur det fossila bränslet hela tiden påverkar miljön, både vid tillverkningen av bränslet och förbrukningen när bilen körs.

Tänker vi oss att det är en ny bil vi pratar om är läget ett helt annat, och det är då vi kan göra en rimlig jämförelse. Här kan vi med ganska stor säkerhet visa på vilket av alternativen som är bäst för miljön.

Tillverkningen är en del av LCA

När vi gör en komplett livscykelanalys, LCA, har vi flera olika steg att ta hänsyn till. Det är tillverkning av bilen, påverkan när bilen körs och när den skall återvinnas. I flera artiklar som publicerats på nätet haltar jämförelsen mellan elbilen och fossilbilen, vilket gör att den förbättrande miljöeffekten av en elbil näst intill försvinner. Dessa artiklar jämför oftast tillverkningen av elbilen med utsläpp från avgaserna på fossilbilen. Man tar alltså inte hänsyn till utsläppen vid fossilbilens eller dess bränsles tillverkning.

För elbilen är det batteriet,Batteri och till viss del elmotorn, som är särskilt miljöbelastande.  Det stämmer att miljöbelastningen vid tillverkning varit påtaglig, speciellt påtaglig i den litteraturstudie som svenska IVL gjort och som fått stor uppmärksamhet i media. Det är  en litteraturstudie som är en sammanfattning av andra studier som är gjorda precis när elbilen började massproduceras strax före 2010. Sedan dess har processer förbättrats, samtidigt som det blivit mer intressant att massproducera batterier vilket också gynnar miljön.

För att öka batteriets kapacitet och göra de mer hållbara pågår en intensiv utveckling med den kemiska sammansättningen i batteriet, exempelvis vilka material som används. Tillverkarna vill bygga ett lättare batteri, som kan laddas med mer energi i förhållandet till vikten (Wh/kg).

Dessutom tittar man på hur beståndsdelarna på verkar miljön, hur lätt de är att få tag i,  hur batterierna kan byggas säkrare och kunna användas längre. Just tillgängligheten påverkar också priset på batteriet i förhållande till energin det kan lagra (kr/Wh).

Det tog ett par år in på 2010-talet innan detta blev intressant, när volymerna för batteri ökat i och med att elbilen blivit allt mer intressant.

Eftersom konsumenten är medveten har det också lett till att biltillverkarna känner ett ansvar för hur de material som används i batteriet bryts.

Från källa till tank (WTT)

Går vi vidare från tillverkningen behöver vi ta hänsyn till hur bränslet tillverkas och hamnar i tanken/batteriet i bilen. Det kallas för Well To Tank, WTT. Den svenska översättningen är från källa till tank.

Well To Tank för fossilbil

För fossilbilen handlar det om hur oljan kommer från oljekällan via transporter, raffinaderier vidare till macken och till sist in i tanken på  bilen.

Well To Tank för elbil

För elbilen handlar den om hur den el som bilen laddas med produceras (kolkraft, kärnkraft förnybar energi) och distribueras till batteriet.

Från tank till hjul (TTW)

Bilen går ju inte framåt för att vi har diesel i tanken eller ett laddat batteri. Nästa steg är att få energin att nå hjulen så att bilen kan röra sig framåt. Begreppet här är Tank To Wheel, TTW, eller på svenska tank till hjul.Tank To Wheel

Här är en väldigt stor skillnad mellan elmotorn och förbränningsmotorn, vilket beror på motorns verkningsgrad. För en förbränningsmotor ligger verkningsgraden på ca 30% och för elmotorn ligger det på 90%. Det är till stor del här vinsten ligger i att köra elbil.

Service och underhåll

Elbilen och fossilbilen skiljer sig också i antalet rörliga delar för motor och transmission, där elmotorn har ca 200 rörliga delar medan förbränningsmotorn och dess stödsystem har över 2000 delar. Många av de rörliga delarna i förbränningsmotorn slits och behöver bytas, och kräver dessutom smörjmedel som motorolja för att kunna fungera.

Däck och andra delar som finns på båda bilarna slits likvärdigt. Däcken slits kanske något mer på en elbil efter som den är lite tyngre än motsvarande fossilbil.

Återvinning av bilen

Nu återstår återvinning av bilen, och den är likvärdig när det gäller chassi och sådana delar. Den skillnad som många vill sätta fokus på är hur batteriet skall återvinnas.

Precis som i diskussionen kring tillverkningen av batteriet så pågår det en intensiv utveckling på området, både med processer och vilka material som används. Kom ihåg att utvecklingen av elbilsbatterier är knappa 10 år, medan fossilbilens utveckling för massmarknaden pågått i 100 år.

En stor skillnad är att när ett elbilsbatteri anses förbrukat (när batteriet når State Of Health, SoH, under 80%)  för att användas i elbilen är den inte slut som produkt. I ett cirkulärt tänkande användas en produkt flera gånger innan det anses helt förbrukat, dock används det inte till samma sak. När SoH blir under 80% anses det lagra för lite energi i förhållande till sin vikt, och kan då flyttas till att användas som energilager för elnätet. Exempelvis kan den agera energilager för en solcellsanläggning, där förhållandet vikt/energilagring inte har någon större betydelse. Batteriet kan du under många år framöver använda för att flytta energin från tillfället då solenergin skapas (dagen) till den tidpunkt då den används (kvällen).

Vehicle To Grid - V2G

Eftersom en bil står parkerad runt 95% av tiden är det något som elbilsbatteriet också skulle användas till. Genom att bilen kopplas till en smart laddare kan man skriva avtal med elbolaget att få använda din bil för att ladda på dagen och sedan köpa en andel el från ditt batteri när de har en effekttopp. Då kan de balansera frekvensen i elnätet blixtsnabbt. Detta är något som börjat användas på en del platser runtom i världen, och det kallas Vehicle To Grid, V2G.

Hur ser det ut om vi jämför elbil med fossilbil?

På universitetet i Bryssel har det gjorts en livscykelanalys på klimatpåverkan för elbilen, beroende på vilken nationell elmix som används. Den jämför en dieselbil som släpper ut 120 gCO2/km med allt från polsk elproduktion, med stor andel kol, till svensk med mycket vattenkraft och kärnkraft.

EU-28 är en sammantagen bild av hur elmixen ser ut i de 28 medlemsländerna i EU.

LCA studie för klimatpåverkan för elbilarDär ser vi att de går fler än två elbilar på en fossilbil om vi producerar elen med EU-elmix. Använder vi svensk elproduktion ger det drygt sex elbilar på en fossilbil.

Den gula delen i stapeln för dieselbilen visar förbränningsmotorns dåliga verkningsgrad. Storleken på den bruna stapeln för elbilen beror på hur elen produceras. Den mörkare gröna visar på belastningen vid tillverkningen av batteriet.


Utdrag från föreläsning med Christian där han berättar om diagrammet. Vill du ha en elbilsföreläsning hos dig, kontakta oss.

En studie av Mercedes B-klasse

Det tyska TÜV som gör studier i miljöpåverkan gjorde på uppdrag av Daimler en livscykelanalys av Mercedes B-klass. Den kom fram till samma sak som rapporten från universitet i Bryssel.

Jämförselse Mercedes B-klass bensindriven med eldrivenDet finns alltså flera av varandra oberoende studier som visar att avtrycket omräknat i koldioxidekvivalenter talar för elbilen, vilket betyder att den som vill göra en insats för miljön och står i begrepp att köpa en ny bil bör välja en elbil.

 

Tolkningen av rapporten om elbilsbatteri är fel

IVL Svenska Miljöinstitutet har tagit fram en rapport om elbilsbatterier på uppdrag av Energimyndigheten och Trafikverket som har tagits upp av bland andra Ny Teknik och Aktuellt. Jag har själv läst rapport, och precis som Chalmersprofessorn i innovation och hållbarhet Björn Sandén, drar jag inte riktigt samma slutsats som journalisterna.

Rapporten är en litteraturstudie, alltså en sammanställning av andra skrifter. Många av de skrifter som analyserats har några år på nacken, vilket har stor betydelse. Den är väldigt tydlig med att det saknas transparens för att kunna validera siffrorna, varför många icke säkra antagande måste göras.

I en av slutsatserna i rapporten står det

In general there is a lack of primary data regarding the production of batteries, something that could be improved upon by partnerships between LCA practitioners and the battery supply chain. More comparisons between different types of vehicles would be interesting.

Så det alltså en rapport som handlar om produktion av elbilsbatterier, som i slutsatsen menar att det finns dålig tillgång på data för att ge ett rätt resultat.

Det kryper lite i mig när en sådan rapport vinklas hårt.

Professor Sandén gör en bredare analys

Björn Sandén som leder arbetet vid avdelningen för Miljöanalys på Chalmers ger ett helt annat budskap än vad som basunerats ut i media. Han menar att ett byte till elbil alltid är motiverat av hänsyn till miljön, så länge den ersätter en fossilbil som används och inte bara står och samlar damm.

Rapporten jämför inte med fossilbilar

Rapporten tittar endast på elbilsbatteriet och gör inga jämförelser med fossilbilar. När en sådan jämförelse görs gäller det att hålla tungan rätt i mun. Det gör riktigt ont att se de konstiga slutsatser i media som visas med poppig grafik utan källor som försöker visa hur dåliga elbilarna är.

Att en elbil gör mer avtryck vid tillverkning är riktigt. Fast skall en rimlig jämförelse göras måste vi titta på helheten. Elbilen kräver inte alls lika mycket service och underhåll efter tillverkningen. Det är färre rörliga delar som kräver oljor och annan smörjning, samt rörliga delar som kanske måste bytas efter ett visst antal mil.

När media dragit egna slutsatser av rapporten så har de gjort en jämförelse mellan framställning av elbilsbatterierna och bara avgaserna från en fossilbil. De har inte tagit hänsyn till vare sig framställningen av fossilbilen eller dess reservdelar och oljor, och framförallt inte utsläppen kopplade till framställningen av bränslet.

Cirkulärt och förnybart

Ett resonemang som helt saknas är det cirkulära användandet. Diesel till en fossilbil används en gång med ett mycket stort miljöavtryck.

Ett batteri till en elbil kan först användas i en elbil, för att när det tjänat ut där fungera som energilager i en solcellsanläggning, innan det återvinns för att göra ett nytt batteri.

Få siffror kring återvinning

Av givna skäl finns det inte mycket om återvinning med i rapporten. I rapporten säger de att processer för återvinning finns, men att det än så länge saknas ekonomiska incitament för att återvinning skall göras. Å andra sidan är det först nu när elbilarna börjar komma i större skala som det börjar vara lönt att bygga de systemen och skapa effektivare återvinningsprocesser.

De flesta tillverkade elbilsbatterier är dessutom fortfarande i användning, och kommer så vara ett tag till. Det har visat sig att de troligen kommer hålla längre än de beräkningar som gjorts. Lägger vi där till ett cirkulärt användande tar det ännu en stund innan kretsloppet sluts och batterier återvinns.

Det är vi som konsumenter som kan ställa krav genom att välja tillverkare av batterier som tydligt är med och sluter kretsloppet helt.

Dålig energimix i produktionen

I rapporten räknar de med att produktionen körs med 50-70% kolkraft, samtidigt som de poängterar att den siffran förändras snabbt genom att många industrier ställer om till mer förnybar energi.  Ett radikalt exempel ärl Teslas nya batterifabrik som skall drivas av 100% solel.

Eftersom fossilbränslen nu också blivit ekonomiskt sämre än förnybar energi, som sol och vind, ger det en rask omställning, så för varje dag blir det allt bättre med elbilar.

Vilken energimix räknar media gjort i jämförelser med framställning och användning av fossila bränslen?

Tekniken utvecklas snabbt

Rapporten baserar sina antagande en hel del på batteriteknik som har omkring 10 år nacken. Det har betydelse eftersom den ökade efterfrågan som kommer nu ger mer resurser för utveckling av tekniken och processer för framställning. Elbilsindustrin är mycket medvetna om vilka råvarumaterial som de vill ersätta för att batterier skall bli mer hållbara ur miljösynpunkt.

Tekniken har redan gått framåt och material ersätts med bättre alternativ, och nya batterier görs på andra sätt än för 10 år sedan.  Litiumjonbattriets fader, John Goodenough (94 år), arbetar  med ny teknik som han menar kommer lösa många problem som dagens batterier har.

Vad är din slutsats av rapporten?

Min slutsats av rapporten är att det inte går att göra bra beräkningar, eftersom transparenta data saknas. Dessutom sker det snabb utveckling, både vad gäller energiframställningen och själva batterietekniken, som gör att siffrorna skall tas med en stor nypa salt.

Det som är enormt bra med rapporten är att belysa vilken väg vi måste gå mot ett mer cirkulärt tänkande och att välja rätt material som gör batterier mer hållbara ur miljösynpunkt.

Vilken slutsats gör du?